Cơ học đất, ứng dụng và tính toán công trình trên nền đất theo trạng thái giới hạn

TRUNG TÂM ĐÀO TẠO XÂY DỰNG VIETCONS
CHƯƠNG TRÌNH MỖI NGÀY MỘT CUỐN SÁCH


PHAN TRNG PHIT
GIO STIN S IA K THUT

C HC T NG DNG
V TNH TON

CễNG TRèNH TRấN NấN T
THEO TRNG THI GII HN




(Ti bn)

NH XUT BN XY D N G
H NễI -2010
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



LỜI NĨI ĐẦU
Với :iiốn sách này, tác giả hy vọng giúp sinh viên mới ra trường, k ĩ sư trẻ có tài liệu
tham ktảo và lảm quen với các kiến thức cơ bản của k ĩ thuật nền móng hiện đại.
Nhu tên cuốn sách, sách gồm ba phần:
Pliẩi

Các tính chất địa kĩ thuật của dất trên cơ sở nghiên cứu với mẫu đất.

P hẩi B: Cơ học đất íữig dụng.
Phẩi C: Nội diing tính tốn thiết k ế theo trạng thái giới hạn phá hoại và trạng thái giới
hạn sử iụ n g của hệ cơn^ trình - nền đất.
Do đặc điểm phát triển lịch sử, mơn C ơ học đất và nền móng nước ta chịu lần ỈK0 ảnh
hưâng :ủa hai trường phái lớn của th ế giới: trường phái Xơ viết và trường phái Ấu - Mỹ,
nên klìi viết cuốn sách này tác giả định hướng rõ ràng: k ế thừa có chọn lọc các thành tiũi
đ ã đạt Ấược trong mấy chục năm xây diữig đất nước x ã hội chủ nghĩa và hiện đại hóa theo
m ột lơdc hợp lí trên kho tàng kiến thức th ế giới đương đại. Tuy nhiên, có trang này hay
chươniị kia của cuốn sách, địnlì hướng trên khó thực hiện, tác giả đành phải nêu cái này
íliuộc vường phcii này, cái kia thuộc trường phái kìa và kèm theo vài lời bình luận chủ
quan c,iơ mình. Mong dộc giả ìlìơnịỉ cảm sự yếu kém của tác giả và góp ý phương thức giải
quyếi. Cũng vì vậy, cuốn sách này cũng s ẽ lả nguồn cảm hứng của k ĩ sư, học viên cao học
khi tìm chọn lựa đề tài nghiên cíiìi của mình.
C hõ': cuốn sách có hai phụ lục, một là mơ hình li tâm Địa k ĩ thuật, hai là phương pháp
plìần ti' dứng Địa kĩ thuật - một phương pháp s ố Địa k ĩ thuật. Đây là hai vấn đề lí thú của
Đi/I k ĩ iìiiật mà nhiều người làm Địa k ĩ thuật quan tâm. Do khn kh ổ cuốn sách, hai vấn
dề trêu chỉ được trình bày nịịắn gọn ỏ dạng phụ lục. Bạn đọc quan tâm, xin trao đổi với tác
í^iá và ác gicí cữníỊ moni> dợi sựgiơo lưu ấy.
Đ ể ả m rõ ní>liĩa, các thuật ngữ dịa k ĩ tììiiậl tiếng Việt đều có kèm theo tiếng Anh.
N hái cuốn Síich xiiấỉ bủn. túc giả cảm ơn những NCS Việt Nam ở nước ngồi gửi tặng
n h iê u i 'ii liệu cỊiiý hiếm và Iìlìữní> N C S trong nược đ ã cộng tác tro n g q u á trình nghiên cứu

và biêì soạn.
M oi í’ m uốn tlìì làii vậy nlìưní’ tài hèn lực m ọn, chắc khơng th ể khơng có thiếu sót trong
cuốn scch n ủ \. T ác í^iíí xi lì cảm ơn írước bạn đọc vê những góp ý clìO lẩn tái bản được tốt ìưxti.

Tác giả

Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS

Phần A
TÍNH CHẤT XÂY DựNG CỦA ĐẤT
■

C hương 1

ĐẶC TÍNH CỦA ĐẤT VÀ PHÂN LOẠI ĐÂT

1.1. ĐẶT VẤN ĐỂ
Phân loại đất với mục đích xây dựng nói chung (làm nền, làm mơi trường xây dựng hầm
hào, ^àm vật liệu xây dựng), một mặt là để lựa chọn chính xác phương pháp nghiên cứu sử
dụng một mặt là đế đánh giá đất cho phù hợp với thực tế khách quan đặng có được những tri
thức cần thiết cho việc dùng đất vào các mục đích khác nhau trong xây dựng cơng trình.
IVuốn cho việc phân loại đất vừa có căn cứ lí luận khoa học vừa có giá trị thực tiễn khi
chọn đặc tnmíí của đất để phân loai cần phải thoả mãn hai u cầu cơ bản sau đây;
1 Phản ánh đầy đủ và khách quan đặc tính biến đổi khơng ngừng của đất vì đất là sản
phẩư tự nhiên, chịu tác dụng khơng ngừng của hồn cảnh mơi trường tồn tại.
2 Làm cãn cứ khoa học đê dự đốn hành vi ứng xử của đất trong điều kiện của mơi
trưỜTíỉ làm việc cùng với cơng trình.
Kinh nghiệm xây dựng đã chứna tỏ rằng khi phân loại đất phải xét đến tổ hợp các nhóm
hạt

C1

bản tạo đất và tác dụng tương hỗ giữa thể rắn và thể lỏng của đất.

Với đất chứa chủ yếu cát nhóm hạt thỏ thì độ lớn của nhóm hạt, cấp phối của chúng

qu định chủ yếu đến tính chất xây dựng của đất thơng qua các đặc tính về thấm về biến
dạng và chống trượt của đất. Do vậy đối với loại đất này thì phân loại theo độ lớn và cấp
phối hạt là thích hợp.
Eối với đất chứa các nhóm hạt mịn thì kích cỡ hạt, cấp phối hạt tuy ở một mức độ nào
đó ciing phản ánh được tính chất của đất nhưng khơng phản ánh được những đặc tính của
đất có liên quan đến thành phần khống vật, mức độ phân tán và thành phần ion trao đổi
tronị đất. Do vậy, đối với đất hạt mịn có tính dính thì cần thiết phải xét đến, ngồi kích cỡ
và

C íp

phối của đất, các giới hạn Atlerberg của đất.

Riân loại đất nhằm mục đích đặt tên cho đất. Kèm theo một tên đất là cả một loạt tính
chất đặc thù của đất mà các nhà khoa học, các nhà xây dựng đã ngầm hiểu với nhau. Các

Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS



tớnh cht c thự ca mi loi t y ó c tớch lu h thng t bao kinh nghim quý bỏu
ca bao th h k s xõy ng.
V phõn loi t hin nay cú hai xu húng, mt l tỏch riờng trng thỏi vt lớ ca t (
cht, st, v.v...) khi t tờn t; hai l xột kốm theo trng thỏi vt lớ ca t.
Xu hng th nht, cho tờn t riờng v trng thỏi vt lớ ca t riờng. Vớ d nh i vi
t cỏt thỡ xột riờng cp phi ht ca t tt hay xu v.v... i vi t dớnh thỡ xột riờng
trng thỏi do, lng ca t v.v...
Xu hng th hai, cho bit mt vi trng thỏi vt lớ quan trng kốm vi tờn t. Vớ d
i vi t cỏt thỡ phõn thnh t cỏt cp phi tt, t cỏt cp phi xu v.v...; i vi t
dớnh thỡ tờn t cú kốm theo tớnh do ca t cao hay thp v.v...

Tuy nhiờn, nu thc hin y cỏc bc ỏnh giỏ t v mt xõy dng theo cỏc tiờu
chun ca mi quc gia thỡ dự theo xu hng th nht hoc th hai, ngi k s u cú
thụng tin cn thit s dng t mt cỏch sỏng to theo tiờu chun hin hnh ca mi nc.
Chng ny gm nhng kin thc c bn v t cn cho s phõn loi t.
1.2. PH N N H ể M H T T
t cú cu to ht nờn cú tờn gi l vt liu ht (granular material). Kớch thc ht
trong t rt khỏc nhau, nu vớ ht nh nht l viờn bi tr em chi thỡ ht ln nht bng qu
t chỳng ta ang sng. Do vy khụng th nghiờn cu tng ht to thnh t m phi
nghiờn cu tng nhúm ht, mi nhúm cú tớnh cht c trng. Hin ó thng nht c tờn
cỏc nhúm ht c bn nh sau: nhúm ht sột (Clay), kớ hiu C; nhúm ht bi (Silt), kớ hiu
M; nhúm ht cỏt (Sand), kớ hiu s v nhúm ht si(Gravel), kớ hiu G.
Ln hn ht si l ht cui v hũn ỏ hc.c tớnh c bn ca cỏc nhúm ht c bn
nh sau:
* Nhúm ht si:
- T din tớch rt nh, khụng ỏng .
- Khụng dớnh ngay c khi m t.
- dõng cao ca nc mao dn rt nh, khụng ỏng k.
- Khụng gi c nc.
* Nhúm ht cỏt:
- T din tớch nh, khong 0,001 - 0,04 m^/g.
- Tớnh thm ln.
- Cú th cú tớnh dớnh khi m nhng khụng do v tớnh dớnh mt i khi bóo ho nc
(tớnh dớnh gi).
- dõng cao ca nc mao dn nh.
- Gi c nc ớt.

Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS

* N iúm ht bi:
- T din tớch vo khong 0,04 - 1,0 mVg.
- T ú h thm khỏ nh.
- Khi m cú tớnh dớnh v cú tớnh do.
- Khi sng nc d chy loóng.
- H it v gi c nc nờn th tớch t tng lờn khi hỳt m v co li khi mt nc.
- N lc m ao dn dõng tng i cao v tcmg i nhanh.
* Niúm ht sột:
- T din tớch ln, khong 20 - 800 m^/g.
- H u nh khụng thm nc.
- Tớnh hỳt m ln v cú kh nng gi nc nhiu.
- Khi hỳt m th tớch tng lờn nhiu, khi khụ co ngút rừ rt.
- Khi sng nc khụng chy loóng nh nhúm ht bi.
- Tớnh dớnh v tớnh do lúfn.
Cn lu ý rng, n nay cỏc nc khụng thng nht v ng kớnh phõn nhúm ht. Do
vy khi xem xột cỏc h thng phõn loi khỏc nhau ca mi nc cn thit phi bit cỏc
ng lớnh phõn nhúm ht tcmg ng.
Trc nm 1993, nc ta quy nh phõn nhúm ht theo bng 1.1.
Bng l . ớ . Bng phỏn loi nhúm ht
Tờn nhúm ht

Kớch thc ht (mm)

1. ỏ n v ỏ hc
rt ln

>800

ln

600 - 400

va

400 - 200

nh

2 0 0 - 100

2. Cui v dm
rt ln

100 - 60

ln

6 0 -4 0

va

4 0 -2 0

nh

2 0 -1 0

ln

1 0 -6

va

6 -4

nh

4 -2

3. Si in

Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Kớch thc ht (mnn)

Tờn nhúm ht
4. Cỏt
rt ln

2-1

ln

1 -0,5

va

0,5 - 0,25

nh

0,25-0,1

ln

0,1 -0,05

va

0,05-0,01

nh

0,01 - 0,005

5. Bi

< 0,005

6. Sột

Nhúm ht bi v nhúm ht sột c tỏch riờng bng rõy cú mt o .lm m thuc b rõy tiờu
chun ca Liờn Xụ (c).
n nm 1993, TCVN 5747 : 1993 quy nh phõn loi nhúm ht theo bng 1.2.
Bng 1.2. Phõn loi nhúm ht theo TCVN 5747: 1993
Tờn nhúm ht

Kớ hiu (theo ting Anh)

ng kớnh phõn nhúm (mm)

ỏ tng

B (Doiildei )

>300

Cui v dóm

Co (Cobble)

300- 150

Si v sn

G (Gravel)

150-2,0

Cỏt

s(Sand)

2 - 0,06

Bi

M (Silt, Mo)

0,06 - 0,002

Sột

: (Clay)

< 0,002

i chiu vúi cỏc phõn loi nhúm ht ó tng dựng, cỏch phõn loi ca TCVN 5747 : 1993
ó thay i hai gii hn phõn nhúm: ly 0,002mm (thay cho 0,005mm) lm gii hn trờn
ca nhúm ht mn (gm nhúm ht bi v nhúm ht sột). So vi nhng cỏch phõn loi nhúm
ht trờn th gii, thỡ hai gii hn ny ca TCVN 5747 : 1993 ging vi hai gii hn lng
ng ca cỏch phõn loi ca nc Anh, (mt im hi khỏc l cỏch phõn loi ca Anh, gii
hn trờn ca nhúm ht mn l mt rõy N" 25 - 63(iin (0,063mm)). Do vy, ngi s dng
t nhn thy khú dựng nu khụng cú bụ rõy tiờu chun trong ú cú rõy tcmg ng vi rõy
N 25 ca Anh.
Tham kho: Hin nay cú nhiu d ỏn nc ngoi thc hin ta; nhiu k s xõy dng
phi tip xỳc vi nhng ỏn thit k ca nc ngoi. e giỳp h cú kin thc \ỡi nhng ti
8
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



liu liờr, quan n tiờu chun thit k, chỳng tụi trớch dn nhng phn tham kho quan
trng cho tng mc.
Cỏch phõn loi nhúm ht hin dựng Trung Quc c trỡnh by bng 1.3.
Bng 1.3. Phõn loi nhúm ht ca Trung Quc
Tờn nhúm ht

ng kớnh (mm)

ỏ tng

>300

ỏ ln v ỏ hc

300 - 60

Nhúm ht thụ

Cui v dm
to

6 0 -2 0

va

2 0 -5

nh

5 -2

at
to

Nhúm ht mn

2 -0 ,5

va

0,5 - 0,25

nh

0,25-0,10

Mn

0,10-0,005

Bi

0,05 - 0,005

Sột

< 0,005

Tneo cỏch phõn nhúm ht ny thỡ nhúm ht cui (dm) v nhúm ht cỏt (to, va, nh)
c xờp vo nhúm ht thụ. Nhúm ht cỏt mn, nhúm ht bi v nhúm ht sột c xp vo
nhúrr. hit mn v c tỏch ra bng rõy cú mt 0,1 mm thuc b rõy tiờu chun ca Liờn Xụ
(c) rn ta thng dựng.
Trc õy, Trung Quc cng nh chỳng ta, thng ỏp dng cỏc tiờu chun ca Liờn
Xụ c3 / cụng nhn bng phõn nhúm ht tiig t vi bng 1.1 vi nhúm ht sột cú
d < 0,CO5mm v nhúm ht mn (gm nhúm ht sột v nhúm ht cỏt) lt qua rõy tiờu
c h u i 0,1 mm v vn dựng b rõy tiờu chun ca Liờn Xụ m phũng thớ nghim no

c n g cc.
Na>, theo bng phõn nhúm ht mi (bng 1.3), nhúm ht mn vn cú ng kớnh nh
hn ( .In m nờn vn s dng c b rõy vn cú nhng ó quy nhúm cỏt mn ca nhúm ht
cỏt

Vỡ

liúm ht mn.

Nhiu nh khoa hc cho rng, cỏch phõn nhúm theo bng 1.3 ca Trung Quc ó tha
hng cỏc thnh tu mi ca a k thut th gii trong nhng thp k cui cựng ca th k
X X ihng vn bo tn c kinh nghim quý bỏu ó ỳc kt hng na th k xõy dng t
ncTiung Hoa cng thnh.

Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Tiờu chun ca nc Anh quy nh phõn nhúm ht theo bng 1.4.
Bng 1.4. Phõn loi nhúm ht ca Anh
Tờn nhúm ht
Nhúm ht thụ

ng kớnh (mm)
1. ỏ hũn (Stone)
ỏ ln (boulder)

>200

Cui v dm (cobble)

Nhúm ht thụ

200 - 60

2. Si v sn (Gravel) G
to

6 0 -2 0

va

2 0 -6

nh

6-2

3. Cỏt(Sand)- s
to

Nhúm ht mn

2 - 0,6

va

0,6 - 0,2

nh

0,2 - 0,06

4. Bi (Silt) - M
to

0,06 - 0,02

va

0,02 - 0,006

nh

0,006 - 0,002

5. Sột (Clay) - c

< 0,002

Trong ú cú ht keo

< 0,001

Theo cỏch phõn nhúm ny thỡ nhúm ht mn c tỏch ra bng phcớng phỏp rõy t,
qua rỏy s 25 cú mt li 63)j,m ca b rõy tiờu chun ca Anh.
H thng phõn loi t ca Cc ng b v Giao thụng vn ti M AASHTO
(American Association of State Highway and Transportation Officials) cú cỏch phn nhúm
ht nh bng 1.4 (tờn c l AASHO - American Associatinn of State Highvvay Officials).
Bng 1.5. Phõn loi nhúm ht ca AASHTO Hoa K
Tờn nhúm ht

Nhúm ht thụ

Kớch thc (mm)

Si (Gravel) G

75 - 2,00

Ghi chỳ
Trờn rõy s 10 v nh hn 3 in

Cỏt(Sand)- s

10
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS


to

2,00 - 0,425

Di rõy s 10 v trờn rõy sụ' 40

nh

0,425 - 0,075

Di rõy sụ' 40 v trờn rõy sụ' 200

Kớch thc (mm)

Ghi chỳ

Bi (Silt) - M

0,075 - 0,002

Qua rõy s 200

Sột (Clay) - c

<0,002

Tờn nhúm ht
Nhún ht mn

The* h thng phõn loi AASHTO thỡ nhúm ht mn c tỏch ra qua rõy s 200 cú mt
rõy 0,0"5mm.
Cn; Hoa K nhng h thng phõn loi

uscs (Unified Soil Classification System) li

ly cỏcl phõn loi nhúm ht khỏc nh nờu trong bng 1.6 .
Bng 1.6. Phõn loi nhúm ht theo u s c s (Hoa K)
''ờn nhúm ht

Kớch thc (mm)

Ghi chỳ

Si (Gavel) - G
to

75 - 19,0

Trờn rõy 3/4 in v nh hn 3 in

nh

19,0 - 4,75

Di rõy 3/4 in v trờn rõy s 4

to

4,75 - 2,00

Di rõy sụ' 4 v trờn rõy s 10

va

2,00 - 0,425

Di rõy s 10 v trờn rõy s 40

nh

0,425 - 0,075

Di rõy s 40 v trờn rõy s 200

Cỏt (S.nd) - s

Ht mn (Fine grain) - F
< 0,075

Bi hoc sột
Bi v sột
Thei cỏch phõn nhúm ht ca

scs thỡ

khụng xột ng kớnh phõn nhúm gia nhúm

ht bi ' nhúm ht sột.
Phõi loi nhúm ht thũng dựng Phỏp c trỡnh by bng 1.7.
Bng 1.7
Tờn nhúm ht v kớ hiu
>i (Gravier) - G

Kớch thc (mm)
2 0 -2

2ỏt (Sable) - s
Cỏt to
Cỏt nh
Bi (Limon) - M)
Sột (,\rgile) - c

2 - 0,2
0,2 - 0,02
0,02 - 0,002
< 0,002

11
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Lớn hơn nhóm sỏi là nhóm hạt cuội (caiUoux) và lớn nhất là nhóm hòn đá (Enrochenients)
có kích cỡ lớn hơn 200mm.
Cách phân loại này chính là cách phân loại của Atlerberg, các đưòfng kính phân nhóm
tạo nên cấp số có cơng sai là 1/ 10: 0 ,002, 0 ,02, 0 ,2, 2 , 20, 200.
Cách phân loại của Atlerberg được dùng nhiều với một vài thay đổi ở đường kính nhóm
hạt bụi: thay đường kính giới hạn trên là 0,063m m (với số tròn (0,06) thay cho 0,02. Ví dụ
cách phân loại của M IT (M assachusetts Institute of Technology) và cách phân loại theo
Tiêu chuẩn của Đức. Cần lưu ý rằng cách phân nhóm của mỗi nước quyết định bộ rây tiêu
chuẩn của mỗi nước và hệ thống phân loại đất lại có quan hệ với cách phân nhóm hạt và bộ
rây tiêu chuẩn. Ví dụ phân nhóm hạt m ịn với nhóm hạt thơ dùng rây mịn nhất hoặc là
0 ,lm m (Trung Quốc), hoặc 0,063mm (Anh), hoặc 0,075mm (Mỹ), 0,08m m (Phấp) v.v...
1.3. THÀNH PHẦN KHỐNG VẬT VỚI NHĨM HẠT
Nghiên cứu thực nghiệm đã chứng tỏ rằng giữa đường kính hạt đất và thành phẩn
khống vật của hạt có quan hệ mật thiết.
Hạt đất có hai nguồn gốc sinh thành: khống vật tạo đá mẹ và vật hữu cơ, trong đó
nguồn gốc thứ nhất là chủ yếu.
1.3.1. Thành phần khống vật của nhóm hạt thơ
Những hạt đất có kích cỡ lófn hơn hạt cát thường được hình thành từ tác dụng phong hố
vật lí của tảng đá mẹ. Tảng đá mẹ bị vỡ vụn, mảnh đá vỡ có thành phần đơn khống hoặc
đa khống và các khống vật này đều là khống vật ngun sinh: thạch anh, íenspat, canxit,

mica trắng, mica đen, v.v...
1.3.2. Thành phần khống vật của nhóm hạt cát
Cát có nguồn gốc của mảnh đá vỡ nhưng có mức độ vỡ vụn cao hơn. Do đó, hạt cát
thường do một trong những khống vật tạo đá ngun sinh như đã nêu trên tạo nên. Mỏi hạt
cát có thành phần khống vật, hoặc là thạch anh, hoặc là fenspat, hoặc là mica đen, mica
trắng. Do fenspat và mica đen dễ bị phong hố hố học để chuyển thành các loại khống
vật sét nên trong cát hạt nhỏ thường gặp các hạt thạch anh và mica trắng; các hạt thạch anh
gây được vết nước lên kính và các hạt mica trắng óng ánh dưới ánh mặt trời. Thạch anh và
mica trắng khơng ưa nước.
1.3.3. Thành phần khống vật của nhóm hạt bụi
Nhóm hạt bụi có thành phần khống vật như cát mịn đã nêu ở trên. Do tỉ diện tích
khơng lớn, do thành phần khống vật khơng ưa nước nên tính giữ nước và tính dính kết của
nhóm hạt bụi nhỏ.
12
Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS



1.3.4. T h àn h phịần khống vật của nhóm hạt sét
Nhóm hạt sét là nhóm hạt nhỏ nhất tạo nên đất. Thành phần khống vật của nhóm hạt
sét rất phức tạp. Ngồi một số ít là khống vật ngun sinh như thạch anh, canxit ở mức độ
phân tán cao nhưng vẫn có đường kính lớn hon 0 ,002mm, phần lớn là khống vật thứ sinh,
chủ yết là khống vật sét. Khống vật sét là tên gọi chung của các khống vật thứ sinh
được hìih thành từ q trình phong hố hố học các khống vật ngun sinh tạo đá. Ví dụ,
khống vật sét kaolinit là kết quả của q trình phong hố hố học của khống vật fenspat
có troní; đá granit. Các hạt khống vật sét rất nhỏ, thường khơng lớn hơn 0,002mm nên các
hạt khcáng vật sét thường thuộc nhóm hạt nhỏ nhất trong đất mà có tên thường dùng là
nhóm hỊt sét.
Khcáng vật sét, thường gặp là kaolinit, ilUt, montmorillonit và bentonit, là hợp chất
alumo-silicát chứa chủ yếu silic (SÌO9) và alumin (AI2O3) (khoảng 70% khối lượng) và một

ít sắt, rragiê, canxi và kali.
Tinh thể của khống vật sét có cấu trúc inạng dạng lớp khơng ổn định khi gặp nước.
Nước ớ dạng ion (O"^, OH") xâm nhập được vào mạng tinh thể và đẩy các lớp ion có liên kết
yếu Iroig mạng tinh thể ra xa nhau làm cho kliống vật sét và do đó, nhóm hạt sét có tính
ngậiTi nJỚc lớn và tính nở thế tích lớn (có tính co lớn khi mất nước).
Tỉ ciện tích và hoạt tính của các loại khống vật sét rất khác nhau như trình bày ở
bảng l.s.
Báng 1.8
rên khống vât sét

Ti diện tích

Hoạt tính A

Montmorillonil
(gọi tắt là mơng-mơ)

> 800 (m^/g)

>5

Illit

65 - 200

«0,9

Kaolinit

10-20

^0,4

Ghỉ chú:
ỉloit tính (Activity) =

Chi số dẻo
Lượng chứa nhóm hạt sét (%)

Có hể dùng hoạt tính để phán biệt loại khống vật sét có trong đất.
1.4. HỈNH DẠNG HẠT V Ớ I NHĨM HẠT
Vớ mắt thường, kính lúp, kính hiển vi thường và kính hiển vi điện tử,các nhà khoa học
về đít Jã nhận biết các dạng cơ bản cúa hạt như sau: dạng khối, dạng dẹt, dạng tấm (hoặc
phiến) dạng kim.
13
Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS



Dng ca ht t quyt nh mt s tớnh cht xõy dng ca t nh tớnh nộn lỳn, tớnh chng
trt (chng ct) ti lu bin, v.v... t gm ht sc nhn cú tớnh nộn lỳn ln khi chu lc do
cnh sc nhn b st v nhng cú tớnh chng trt ln do tỏc dng xen ci gia cỏc ht. Ngc
li, t gm ht nhn cú ti nộn lỳn rt nh v cú ni ma sỏt rt thp. t cỏt gm nhiu vy
mica cú hnh vi i x khi chu lc nộn v lc ct khỏc vi t cỏt bỡnh thng.
1.4.1. Hỡnh dng v ng kớnh ca ht t thuc nhúm ht thụ v rt thụ
Mnh v ca ỏ cú dng bt kỡ, t dng dt n dng khi. Nguyờn thu, ht cú cnh
sc nhn, mt ngoi thụ nhỏm; sau ú do va chm, mi mũn trong quỏ trỡnh vn chuyn t
nhiờn, hũn ỏ, ht t tr nờn trũn nhn. Tng ỏ tr thnh hũn ỏ ln, dm ỏ tr thnh ht
cui, sn ỏ tr thnh ht si, v.v...
Do hỡnh dng khụng quy tc ca ht t núi chung, cỏc nh khoa hc ó ra mt s

i lng c trng cho hỡnh dng khụng quy tc ca ht t thụ.
1.4.1.1. H sụ' th tớch (V olum etric coefficient)
Theo nh ngha ca Joisel (1948), h s th tớch, kớ hiu
t vi th tớch ca khi cu nh nht cha trn vn ht t.
Kớ hiu;

V

v.c

l t s gia th tớch ht

- th tớch ht t; a - chiu di max ca ht t thỡ cụng thc v.c nh sau:
v.c =

Cỏc tr s tham kho ca

6v
( 1- 1)

Tra'

v.c cho bng

1.9.
Bng 1.9

Hỡnh dng ht

v .c

Hỡnh cu

1

Hỡnh hp

0,37

Hỡnh t din

0,22

Ht si trũn

0,34

Mnh ỏ hỡnh nờm

0,22

Hỡnh ht dt

0,07

Hỡnh thi di

0,01

Trong thc t, i vi nhúm ht thụ, tr sụ ca h s th tớch

t 0,01 -0 ,3 4 .

v.c thav i trong phm

vi

1.4.1.2. trũn ca ht ỏt (Roinidness)
trũn ca ht, theo Youd (1973), kớ hiu l R, l t s gia bỏn kớnh nh nht ca
ng bao ht vi bỏn kớnh vũng trũn ngoi tip ca ht. Cỏc tr s v trũn R ca hal cú
th nh lng bng mt, theo thang ghi bng 1. 10.
14
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Bng 1.10

14.1.3. ng kớnh ca ht t thụ
lớc h thc ca ht t thụ c xỏc nh nh lng bng ng ki ca ht. Nh ó
bit ht t thụ cú hỡnh dng khụng quy tc, h s th tớch thay i trong phm vi ln,
tron khong t 0,01 n 1, tc khong 100 ln nờn cn cú khỏi nim v ng kớnh ht.
pi vi ht t thụ thỡ ng kớnh ht l ng kớnh nh nht ca vũng trũn cng hoc
l r;y m ht t cú th lt qua c hoc bng phng phỏp rõy khụ hoc bng phoớig
phỏ| rõy t.
.4.2. Hỡnh dng v ng kớnh ca ht t thuc nhúm ht mn
.4.2.1. H n h dng
'"r mt ớt bt thch anh, bt silic, cỏc ht thuc nhúm ht sột l ht khoỏng vt sột. Khoỏng
vt ột thng gp bao gm: khoỏng vt montmorillonit, khoỏng vt illit v khoỏng vt kaolinit.
Quakih hin vi in t, cú th phn loi hmh djỡg hl klioỏng vl sột lm hai loi: loi vy vl
girg vy cỏ (hỡnh l.la ) v loi kim vỡ ging chic kim (hỡnh l.lb ). Cỏc ht sột kaolt, illit,

mortmorillonit cú dng vy vi dy ca vy múng n 100 - 5(X) so vi chiu di ca vy
(brg 1.11). Ht cú dng kim thuc loi sột attapulgit (N. A. Tsytovich - 1973).

a)

Hỡnh I.I

15
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Bng 1.11
T l di, rng, dy
ca vy

Khoỏng vt

lOx lOx 1

Kaolinit

20

Illit

X

20

Rng v di

Dy

1000 - 20.000

100- 1000

100-5000

50 - 500

1000-5000

1 0 -5 0

1

X

100 X 100 X 1

Montmorillonit
* l (angstrom) = 10

Kớch thc vy (tớnh bng Angstrom )*

-10
m.

l . 4.2.2. ng kớn h ht t thuc nhúm ht m n

Cỏc ht t mn, mt thng khú phõn bit, cú ng kớnh nh hn 0,06mm khụng th
dựng rõy phõn loi nh t ht
thụ. Hn na, cỏc ht khoỏng vt sộtcú dng vv
v d
kim cú t l kớch thc ba chiu rt khỏc nhau. Do vycn thng nht mt quan Jim v
khỏi nim ốmg kớnh ht t thuc nhúm ht mn.
Khuy nhúm t ht mn vo nc ct to mt phự dch (suspention) ri yờn
lng. Cỏc ht t chuyn ng hn lon (chuyn ng Brown) trong phự dch bt u
chỡm lng. Ht t to chỡm lng nhanh hn ht t nh. Nu cc ng phự dch cao
12,5cm thỡ nhn thy:
- Sau 2 giõy, ht 0,4mm ó lng xung ỏy cc.
- Sau 30 giõy, ht 0,06mm ó

lng xung ỏy cc.

- Sau 10 phỳt, ht 0,03mm ó

lng xung ỏy cc.

- Sau 1 gi ht, 0 ,0 Imm ó lng xung ỏy cc.
Chớnh nh khoa hc Stokes ó lp c cụng thc liờn h hai i lng; kớch c ht t
(d) v tc chỡm lng (v).
,8

d=

t

( 1- 2 )
h

- n

Trong ú: , - trng lng cfn v ht t;
Yn - trng lng n v ht nc;
r\ - nht ca nc.
Vớ d, mt ht t hỡnh dng khụng quy tc, trng lng n v

= 27 kN/m^ ehỡm

lng trong nc yờn tnh 20c , vi trng lng n v Yn = 9,81 kN/m^, vi tc
V = 0,33 cm/g thỡ ng kớnh ca ht tớnh theo cụng thc Stokes l 0,06mm.
T c s lớ thuyt nờu trờn, hin nay ng kớnh cỳa ht t mn c ly bng ng
kớnh mt ht trũn, cựng vt cht vi ht t v cú cựng
mi trng nc.
16
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS


tc chỡm lng trong cựng mt


1.5. K^ CU CA T
Kt u ca t (Soil structure) l khỏi nim v s sp xp ht t trong khi t. Tu
theo hỡri dng ht v mụi trng thnh to - tn ti, cú nhiu loi kt cu ca t. Ht t
hoc chm ht t úng vai trũ phn t to kt cu ca t. Ct t, cũn gi l xoớng t
(Soil Skleton) l kt cu ca t. Núi n kt cu ca t hoc ct t l núi n phn t
to tho kt cu (ht t hay chựm ht) v liờn kt gia cỏc phn t, tc liờn kt kt cu

ca t.rú th a ra nh ngha ca kt cu t theo dng cụng thc nh ngha nh sau:
C t t

=


Kớ cu
(Ict cu
cu t)

+

Ht t


Liờn kt gia cỏc ht


Phn t
(ht n,
ht chựm)

+
1

Liờn kt kt cu
(liờn kt nguyờn sinh
v liờn kt th sinh)

1.5.. K t cu ca t thú

t lt thụ thũng th ri. Sau khi chỡm lng cỏc ht n chng lờn nhau to nờn kt
cu ht n (hoc kt cu ri) ca t nh hỡnh 1.2 .

a)

b)
H ỡnh 1.2

Troig kt cu ht ri, cỏc hl t ta, ố lờn nhau qua im tip xỳc hoc din tip xỳc.
Thc nhim chng tú rng din tớch ca din tip xỳc rt nh so vi ng kớnh ca ht
(tớnh bg phn vn). Do vy, cú thờ coi t ht thụ l mụi trng ri cú tip xỳc im. Khi
ct t hu lc, ni lc trong t phỏt sinh v truyn t ht ny sang ht khỏc qua cỏc im
tip xỳ>. Cỏc lc ny to nờn lc ma sỏt gia cỏc ht v do ú kt cu ht ri cú thờm kh
nóng chu lc ct. Mt sng cú l ln cỏc ht ri lt qua d dng, cú th gi c ml
ng ớ ri (hỡnh 1.2b). im ny c gii thớch: cỏc ht t ó to nờn kt cu vũm t
nhiờn V chu lc theo nguyờn lớ ó bit trong mũn kt cu. Trong trng hp ny, cỏc ht
t ri c to nờn kt cu vũm chu nộn m ht t li chu nộn rt tt nờn cỏc vũm ny
chu l nộii rt tỡ nhiig chu lc xụ ngang rỡ kộm. Ht t ri hỡnh dt v hỡnh nờm ci
"rng lc" vo nhau lm cho t cú kh nng chng ct (trt). Di tỏc dng ca lc nộn
cỏc gúccanh ca liat d b v vn \' lm cho kt cu t cú tớnh bin dng ln.
17

Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



1.5.2. Kt cu ca t ht mn
Kt cu ca t ht mn phc tp hn nhiu so vi t ht thụ, do hỡnh dng v c tớnh
mang in ca ht khoỏng vt sột.
Mt vy

G o o
G o o

â

Mt ct ngang vy

Thc nghim ó chng t rng cỏc ht khoỏng vt sột, hỡnh vy, mang in tớch õm trờn
b mt v in tớch dng mộp cnh ca vy (hỡnh 1.3). Trong quỏ trỡnh trm tớch trong
nc, cỏc ht sột l lng trong nc, tham gia vo chuyn ng hn lon (chuyn ng
Brovvn) di tỏc dng ca nhng lc hỳt phõn t Van der W aals (Verwey v Overbeek 1948; Lambe - -1953) v nhng lc tnh in. Trong chuyn ng Brown cú nhng s ng
chm gia cỏc ht do quỏn tớnh theo cỏc kiu khỏc nhau nhng cú th phõn lm hai kiu va
chm in hỡnh gia hai ht sột: mt l, cnh ht ny ng vo mt ht kia; hai l, mt ht
ny xỏp mt ht kia.
Kiu va chm "cnh vi ht", cỏc ht khụng th di lui li c do lc hỳt Van der
W aals v lc hỳt tnh in õm dctng gi cht hai ht vi nhau theo ba dng Ihng gp to
nờn ht kộp (hỡnh 1.4).
>

v /////r //////A

V/7///77/////A

m

Hỡnh 1.4
Cỏc ht kộp ny cha nng chỡm lng c nờn vn tham gia vo chuyn ng
Brown v s chu nhng va chm khỏc. Cui cựng chựm ht (hỡnh 1.5) c hỡnh thnh v
khi lng chựm ht ln chỡm lng to nờn kt cu bụng (hỡnh 1.6b). Kt cu

bụng cũn gi l kt cu ri (turbulent).

Hỡnh 1.5
Kiu va chm "mt xỏp mt", lc y tnh in cú xu th y hai m t ra xa nhng lc
Van der Waals gia hai ht hỳt li. Kt qu l hai ht hỡnh vy mt th nm cõn bng gn
nh song song vi mt khong cỏch xỏc nh.
18
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Sai Ihi chỡm lng, cỏc ht kộp kiu ny to nờn kt cu phõn tỏn (hỡnh 1.6b).

Kt ;u phõn tỏn cũn gi
l kt cõi tng (laminar).
Ngoỏ hai loi kt cu in
hỡnli ớ nờu cũn cú nhng
dng kờ cu trung gian do tỏc
dng x;o ng no ú. Cỏc
loi kt ;u trung gian cũn gi
l kt c;u xỏo ng (rernolded
structurO (hỡnh 1.6c).

Ht cỏt mn v ht bi dng khi

S lin din ca cỏc ht

I ~ ~ iHt sột dng vy

bui. h cỏt mn khụng lm

thay d dng kt cu in

Hinh L 7

hỡnh c; t sột (hỡnh 1.7).
Kt tu c hỡnh thnh trong quỏ trỡnh trm tớch to t c gi l kt cu nguyờn
sinh. Dii tỏc dng ca ỏp lc nộn v ct, kt cu nguyờn sinh b thay i. Khi chu nộn
cỏc ht c ộp sớt li vi nhau lm cho t chc hn. Khi chu nộn v ct, kt cu phõn tỏn
ca t lỡnh thnh mt trt lin cho t sột cú cng chng ct gim n tr s nh
nht - ng chng ct d (Residual Shear Strength). Trong hỡnh 1.8 (theo Atkinson 1993) rin thy kt cu bụng v kt cu phõn tỏn ng vi lỳc t cú cng chng ct
cao nhõ v thp nht.
Cng chng cỏt

ỡnh

Cng
x'
chng ct dinh p
Cng
chng ct d

/
/

D

Kt cu
p^n tỏn

Kt cu bũng

1

Hnh L8

10

100

1
1000

Chuyn dch ngang

19
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Chng no lc hỳt tnh in gia cnh - mt ht sột c duy trỡ thỡ cũng chng ct
ca t vn duy trỡ tr s ln nht - tr s nh (Peak Shear Strength).Kt cu bụng ca
t sột nguyờn dng s chuyn thnh kt cu phõn tỏn lm cho trng thỏi ca tthay cli.
1.6. PHNG PHP PHN TCH HT V CP PHI HT CA T
1.6.1. Phõn tớch ht bng b rõy tiờu chun
B mu t vo õy

Mi quc gia cú b rõy tiờu chun riờng tu
thuc vo h thng phõn loi nhúm ht. T trc

Rõy thú nht

n nay, ta thng dựng b rõy tiờu chun ca
Liờn Xụ (c) vi mt rõy nh nht l 0,1 mm, ri
n 0,25; 0,50; 1,00; 2,00; 5,00; 10,00 (mm).
iu nay cú ngha l phcớng phỏp phõn tớch ht
' Cỏc rỏy trung gian

bng rõy ch thc hin i vi cỏc ht t cú
ng kớnh ln hn 0 ,lm m .
B rõy tiờu chun c xp chng trờn ỏy
rõy vi rõy mn nht di v rõy thụ nht trờn
cựng (hỡnh 1.9). Cho M gam t vo rõy thụ nht

Rõy mm nht

trờn cựng, t b rõy vo bn lc hoc lc tay
thc hin rõy. Cõn v ghi chộp khi lng m,
ng li trờn mi rõy ng vi mt rõy d| v clỏy
Hỡnh 1.9

rõy vo bng.

Bng 1.12
Sụ' hiu rõy

Mt rõy, d| (mm)

Khi lng ht trờn rõy, m| (g)

N 1

10

m,

2

5,0

m2

3

2,0

r i3

4

1.0

5

0,50

6

0,25

7

0,10

ỏy rõy

Cha trong ỏy rõy:

20
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS


>

> M (gam)
m
II7

.


T : liu bng tớnh khi lng ht ri lt qua mi rõy (tc nhúm ht cú d < d) theo
cỏch thớc cng dn. Vớ d nhúm cú ng kớnh d < 2,Om l:
n2,0 =

+ ni7 + niụ + ni5 + ni4 (g)

Nhem ht cú d < 0,25m l:

ng 25 =

Nhem ht cú d < 0 ,lm l:

Hq 1 =(ng trờn ụ ỏy b rõy).

Ni t khụng cha nhúm ht mn

+ liy

thỡ thớ nghiip phõn tớch ht n õy l kt

thỳc.

Vn cũn li l biu th thnh phn ht bng ng phõn tớch ht.
* T iam kho v b rõy tiờu chun ca cỏc nc;
M h thng phõn loi t u kốm theo mt bng phõn loi nhúm ht v mt b rõy
tiờu chin. c gi tin theo dừi cỏc h thng phõn loi t, trong phn tham kho ny
xin nời nhng b rõy tiờu chun v mt s quy nh c dựng m t s nc cú quan h
kinh t vi ta.
1. l rõy tiờu chun ca nc Anh
B õy tiờu chun ca nc Anh cú s hiu v mt rõy tng ng cho bng 1.13.
Bng 1.13
ớ hiu rõy

Mt rõy (mm)

5

3,36

8

2,06

12

1,41

18

0,85

25

0,63



36

QM

Cỏt va
Cỏt nh

60

0,25

100

0,15

200

0,063

Si, sn

1
Cỏt to

Bi v sột

Th;o b tiờu chun phõn loi nhúm ht v b rõy tiờu chun ca Anh thỡ ht t lt qua
rõy N 200 - 0,063mm bng cỏch rõy cft thuc nhúm ht t mn.
T h:0 tiờu chun Anh, t ch b dựng lm thớ nghim v gii hn Atlerbcrg phi lt qua
rõy

36, tỳc cú d < 0.42mm.
Nh')m ht cỏt dc phõn tỏch bng hai rõy: rõy N. 200 v rõy N. 8.
21
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



2. B rõy tiờu chun ca Hoa K
B ng 1.14
Mt rõy

S hiu rõy
Tớnh theo inch

Tớnh theo mm

4 .

0,187

4,76

6

0,132

3,36

8

0,937

2,38

10

0,0787

2,00

16

0,0469

1,19

20

0,0331

0,840

30

0,0232

0,590

40

0,0163

0,420

50

0,0117

0,297

60

0,0098

0,250

100

0,0059

0,149

140

0,0041

0,105

200

0,0029

0,075

Ngoi b rõy ghi trong bng cũn cú rõy 3 in (75mm), rõy 1 in, rõy 3/4 in, rõy 1/2 iii v
rõy 3/8 in ( lin = 2,54cm).
Theo tiờu chun Hoa K, nhúm t ht mn lt qua rõy N. 200 v d = 0,075mm bng
cỏch rõy t. Vy so vi tiộu chun Anh thỡ t ht m n theo tiờu chun Hoa K ln hn
0,075 - 0,063 = 0,012mm. iu ny cn chỳ ý n khi s dng h thng phõn loi t ca
mi quc gia.
Theo tiờu chun Hoa K, t dựng thớ nghim xỏc nh gii hn Atlerberg phi lt

qua rõy Nđ. 40 - 0,420mm. iu ny tng t vi tiờu chun Anh vi rõy N. 36 - 0,42mm.
3. B rõy tiờu chun ca Phỏp
Theo tiờu chun ca Phỏp (NFX 11-501) thỡ b rõy tiờu chun ca Phỏp c quy nh
nh sau:
a)

Do h thng phõn loi t AASHTO (Hoa K) c s dng Phỏp nờn b rõy

tiờu chun ca Hoa K cng c chp nhn Phỏp nhng cú thay i v rõy No. 40 v
rõy N. 200.
- Theo tiờu chun ca Phỏp thỡ rõy N. 40 cú mt rõy l 0,40mm (ca Hoa Ky l
0,42m m ), rõy N. 200 cú mt rõy l 0,08mm (ca Hoa K l 0,075mm).
22
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



b) Nhóm đất hạt mịn được quy định là lọt qua rây N°. 200 theo tiêu chuẩn Pháp, tức có
đưrtig kính nhỏ hơn 0,080mm.
c) Đất dùng làm thí nghiệm Atlerberg phải lọt qua rây 0,40m m (rây số 27 của bộ rây
tiêi chuẩn AFNOR).
4.

Bộ rây tiêu chuẩn của Liên Xơ với bảng phân nhóm hạt của Trung Quốc theo Quy

trìih 79 v ề p h â n loại đất

Bộ rây tiêu chuẩn của Liên Xơ với các mắt rây: 0,10mm; 0,25mm; 0,50m m; l,00m m ;
2,C0mni; 5mm và 10,00mm được dùng theo Quy trình 62 của Trung Quốc và cũng được
dùig ở nước ta cho đến nay.

Mặc dù chưa có tài liệu nào hiện nay của Trung Quốc đánh giá bộ rây tiêu chuẩn của
Litn Xơ nhưng theo tác giả cuốn sách này thì với Quy trình 79 về phân loại đất và phân
nh^m hạt (bảng 1.3) của Trung Quốc, bộ rây tiêu chuẩn của Liên Xơ với các m ắt rây nêu
trêi vẫn thích hợp:
- Nhóm hạt mịn được tách bằng rây 0,10mm.
- Nhóm hạt cát nhỏ được tách bằng rây 0,10mm và rây 0,25mm.
- Nhóm hạt cát vừa được tách bằng rây 0,25mm và rây 0,50mm.
- Nhóm hạt cát to được tách bằng rày 0,50mm và rây 2,00mm.
- Nhóm hạt cuội (dăm) được tách bằng rây 2,00mm và rây 5,00mm.
Nhân đây cẩn nói ihẻni lằiig, sụ tliày dổi ếch phân nhóm hạt từ Tiêu chuẩn Liên Xơ
(tứ; Quy trình 62 - TQ) sang cách phân loại nhóm hạt mới (bảng 1.3) có hai ưu điểm nổi
bậ, một là thừa hưởng được các tiên bộ khoa học kĩ thuật thế giới hai là k ế thừa được các
thinh tựu xây dựng trong gần nửa thế kỉ trước.
1.6.2. Phân tích hạt bằng phương pháp tỉ trọng kế
Nếu đất có chứa nhóm hạt mịn lọt qua rây mịn nhất, thì nhóm hạt này sẽ đọng lại ở
ơ liáv bộ rây tiêu chuẩn (tức khối lượng
tách ra một lượng

đã nêu ở mục trên). Từ nhóm hạt

này

(vào khoảng 50g) để làm thí nghiệm phân tích theo phương pháp

tỉ :rọng kế. Theo bộ rây thường dùng của ta và Trung Quốc thì nhóm hạt m ịn này
có đường kính d < 0,1 mm, theo Hoa Kỳ thì d < 0,075m m (rây N°. 200 của M ỹ),
theo Anh thì d < 0,063 (rây mịn nhất của Anh). Theo TCVN 5747 - 1993 thì hạt m ịn
có d < 0,08m m.
Ngâm mẫu thí nghiệm

vào nước cấl (khoảng 300m l) có pha hố chất phá keo, ví

dụ hố chất natri hexam etaphosphate với nồng độ 2g/lít nước cất. Sau đó thêm nước cất
vàJ dê tạo phù dịch (suspension, có người gọi là huyển phù) với thể tích V vào khoảng
5C0ml hoặc lOOOml tuv thuộc dung tích ống lường làm thí nghiệm , v ề ngun tắc, ống
lưjng có đường kính càng lớn càng tốt vì giảm nhỏ được độ dâng cao m ặt thống của
23
Trung tâm đào tạo xây dựng VIETCONS



phự dch khi nhỳng t trng k o t
trng ca phự dch. T trng k gm
phao v cn c c ch to c bit
Vch c

thớch ng vi thớ nghim . Vi nc
ct

20c,

(A ,)

vch c cn, ngay mt

thoỏng phự dch l 1,0 , tc t trng nc
A = 1. Khong cỏch t trng tõm ca t
trng k n vch c l L (hỡnh 1.10).
Khuy u phự dch ri yờn lng
(ly mc thi gian chỡm lng ht t t = 0

t õy), t trng k cho s c cn l A^;

Trng tõm
phao

Phự dch c
t trng A,

Aq chớnh l t trng ca phự dch ti t = 0 .
Khi t - 0 cỏc ht to nh, l lng trong phự
Ht th lng trc

dch v phõn b u t mt thoỏng n
ỏy ng lng thớ nghim nờn ti sõu
Lq ngang trng tõm ca t trng k, lcm^
Hinh LIO

phự dch ng cht cú khi lng n v
Po tớnh theo cụng thc:
Po

mm

p

V

(g/cm^)

(1-3)

v.Ph

Trong ú p, Pi, l khi lng n v ca nc ct v ca ht t. Tha s

l
V.Phy

th tớch nc trong lcm^ phự dch. Nh vy, tr s Aq cng cú th tớnh theo lớ thuyt:
(1-4)
Pn
Sau thi gian tj, phự dch khụng ng nht na v t trng k ch s c l A]. A] l t
trng ca phự dch cú khi lng

Pi

vi

P|

l khi lng ca lcm^ phự dch ly sõu L]

ngang vi trng tõm ca t trng k.
Trong phự dch yờn lng, cỏc ht lúfn chỡm nhanh hcfn cỏc ht nh, do ú sau thi
gian t|, nhng ht ln cú ũtig kớnh d > d] khụng cú mt trong phự dch trong phm vi t
mt thoỏng n sõu Lj tớnh t mt thoỏng. Tr s dj xỏc nh c t cụng thc Stokes
ó bit:
d ,=

l ,8r|

L;

Trong cụng thc (1-5), tr s pj c xỏc nh theo cụng thc lớ thuyt:
24
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS


(1-5)


l_M d,
Pl

Pn

V

( 1- 6 )

PhV

Trorg ú M j| l khi lng ca nhng ht cú d < dj.
Mt khỏc, t nh ngha v t trng ca phự dch, cú cụng thc:
(1-7)
Pn

T cụng thc (1-7), suy ra:

Pi = APn

( 1-8)

\ - khi lng riờng ca nc ó bit;

vi

-

t trng ca phự dch, ng vi thi im t| ó o c bng t trng k.

T ớai biu thc ( 1-6) v (1-8) cú phng trỡnh;
M dl

+ 1

V

-

M dl

(1-9)

Pn

PhV

/
Gi ra ta c:

Pn-V

( 1- 10)

Cụrg thc ( 1- 10) l cụng thc c bn ng dng phõn tớch ht theo phng phỏp t
trng k.
Cn lu ý rng, Mfj, tớnh theo cụng thc ny ch ng vi mu t phõn tớch ht l
(khong 50g). Do vy, cn hiu chnh vi khụi lng ca mu t phõn tớch ban u (M).
Gi M(j^y l khi lng t mn lt qua rõy mn nht v ng li ụ ỏy b rõy tiờu
chun ' M,^ l khi lng t mn ly ra to phự dch thỡ khi lng nhúm ht cú d < d|
trong

s l:
^ỏy
Mm

Lrng cha tớnh % khi lng ht cú d < d cha trong mu t ban u phõn tớch
I

ht l:
n.
P d iW =
M

( 1- 12)

1.63. ng phõn bũ ht v cp phi ca t
Kt qu phõn tớch ht c biu th bng ng phõn b ht trong h trc bỏn logarit, trc
tung biiu th khi lng nhúm ht (tớnh bng P%), nh hn v bng ng kớnh (d) no ú,

trc hoinh biu th ng ki ht c xỏc nh bng rõy ca b rõy tiờu chun hoc bng
tr s tjnh theo cụng thc Stokes. Trc tung chia u t 0% n 100%. Trc honh chia theo
thcUig bgarit vi 5 chu kỡ: 0,001 - 0,01 - 0,1 - 1,0 - 10 - 100 (mm) vi ng kớnh nh dn t
trỏi quÊ phi (hỡnh ]. 12) tr nc Anh quy nh ngc li (hỡnh 1.11).
25
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS



Rõy iớ nghim tiờu chun Anh

{^m)

(rrim)

Oo''
ớớ? T s
s
T

C M C O C O C O

/

f/
k

/
đ/
/

/

CVJ

c ú v r > ( C ) ằ - - ^ C N j c N j p ^ ỡ ?

/

/

/

/

/

/

/

/
/đ

đ

/

y

^

L
O_
_
0 o o o c D tn o o
ũ T ớ ừ c i C 0 c

1/

â /
/

/

0

/

/

9/
/

0
0

/

/

/

y
i 1

1

1

1

Min

061

1

1 1 II

1

1

Tnjng

1

1

1

1 Th

1

Trung

Mn

Bi

4

1 i 1 J

Thũ

1

i

1

1

Min

Cỏt

1 . . . . . 1 ,

Trung

1

1

1

Thụ

Cui

Hinh 1.11
Mt loi t thớ nghim cú mt ng phõn b ht nht nh, hỡnh dng ng phõn b
ht khụng ph thuc vo b rõy tiờu chun s dng.
Cỏch biu th kt qu phõn tớch ht bng ng phõn b ht trong h trc ó nờu cú
nhiu u vit. Cỏc loi t cú thnh phn ht nh nhau cú dng ng phõn b ht nh
nhau dự t ht thụ hay t ht mn. t u ht cú ng phõn b dng gn thng ng.
t khụng u ht v cp phi tt cú ng phõn b ht cú dng ch

s nm

nghiờng vự tri

rng trong phm vi nhiu chu kỡ ca thang logarit (trc honh). Trong hỡnh 1.11, iig A
cho bit t thuc loi cỏt ht va (vỡ rng phn gia ca ũng A nm gn trong m in cú
ng kớnh thuc ht cỏt va) v cp phi xu (vỡ rng ng phõn b ht dc, nm trn
vn trong mt chu kỡ logarit). t ng vi ng B, t ng vi ng c thuc loi ớớt cú
cp phi tt vỡ thnh phn ht ca t tri rng qua hai, ba chu kỡ logarit. t ng vi

ng D cha nhúm ht bi l ch yu. t ng vi ng E cha nhiu nhúm ht sội).
Tớnh u ht ca t c biu th nh lng bng s u ht, kớ hiu Cy (unifonnity
coefficient);
_

Cu =

d,
^60

(1-13)

10

t u ht lớ tng cú dgo =

d o

v do ú Cy = 1. t, cú tr s

cng ln, cng khụng

u ht. Mc khụng u ht ca t l iu kin cn t cú cp phi tt nhng cha .
Do vy, khi ỏnh giỏ t v mt cp phi, cn xột n cong ca ng phõn b ht, lc xột
n h s cong, kớ hiu c (coefficient of Curvature) ca phn gia ca ng phõn b ht.
Cc =

30

^60 ^^10

26
Trung taõm ủaứo taùo xaõy dửùng VIETCONS


(1-14)